高速公路“新基建”

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“新基建”主要是指发力于科技端的基础设施建设，与“传统基建”的铁路、公路、桥梁、水利工程等大建筑的概念不同，新型基础设施建设具有兼顾“稳增长”和“促创新”的双重任务。对于“新基建”在高速公路系统中的应用，笔者结合齐鲁交通发展集团有限公司（简称“齐鲁交通”）高速公路管养现状、信息化水平，以及未来发展方向，提出了9个方面的建设内容，并分析了各项新技术在高速公路建设领域中的应用路径。

基于大数据的综合运管系统

当前，齐鲁交通所辖3580公里高速公路，管理手段大部分是以人工调度为主，以传统摄像机识别为辅，自动化监测程度不高，缺少对数据的深层次挖掘，可视化程度差。对路网管理、应急决策的支撑不足，侧重于传统业务处理，智能化水平不高。

新型高速公路的综合运管系统，将建立大数据驱动的云计算基础资源层，实时采集车流、客流信息，并接入各类感知数据和业务数据，建立分布式云控平台，实现高速公路场景中人、车、路数据的智能应用，助力路网运行状态的分析、预警、态势推演等管理业务。

该系统可实现信息可视化的动态展示和司乘人员需求响应的及时反馈，确保收费站、服务区、各级监控中心形成整体系统；实现了对高速公路原有信息系统的颠覆革新，建设时需预埋管线，增设“无缝视频监控系统+重点车辆监测卡口+一体化设备+交通流检测+无人机监测+移动终端信令采集+救援车辆卫星定位”等主要设备。

承载式路面光伏技术

承载式路面光伏技术，将符合车辆通行条件的光伏发电元件直接铺设在路面上，实现太阳能发电及电热转换，同步融化路面积雪。不必额外占用土地，且能为沿线城市和居民提供优质的清洁能源。未来，通过与电动汽车技术的衔接，实现车辆移动充电，遍布全国的高速公路网将会变成一个流动的太阳能“充电宝”。

分布式云控平台示意图

以山东省高速公路为例，总面积2600多万平方米的紧急停车道，铺设路面光伏设备后年发电量将达62.17亿度，发电效益60.93亿元，年减排二氧化碳620万吨，减排效益18.6亿元，直接效益达79.5亿元。

现代商业综合体服务区的建设

现代商业综合体服务区的建设以“服务区+现代商业”的理念为主线，打造业态丰富、品牌高端、特色突出、环境优美的服务区商业综合体。其中，包括打开后门引入客运接驳站，建设“前店后仓”的智慧物流仓储，建设“光伏车棚+充电桩”的绿色能源自给系统等。

齐鲁交通所辖长清服务区于2018年10月正式开业，它是我国首家按照现代商业综合体标准打造的高端服务区，代表了山东省高速系统动能转换和服务区提升改造的最新成果，开启了全国高速公路服务区建设运营的新时代。区域生活馆进入高速服务区是国内首创。馆内以时尚创意为主，包括创意家居、生活百货、健康美容、数码配件、休闲食品、季节性产品等10大类，同时还引入了全国高速公路首家科技体验馆，包含智能机器人、无人机及智能家居系列用品。

新型不减速高速公路隧道技术

传统高速公路隧道的通行效率低，存在侧壁效应和黑白洞效应，全国普遍存在“逢隧必降速”现象，通行限速从每小时120公里降到90公里。

新型高速公路隧道可采用工程学、心理学、车辆轨迹学等技术，通过优化洞口设计，实现公路隧道洞口进出断面过渡及洞身尺寸的最佳匹配方案，以最大程度降低“侧壁效应”。此外，采用光变原理，还可增加现代补光照明设施，消除进出口“黑白洞效应”，实现车辆在通过隧道时不减速高效通行。

集成监控、LTE-V基站的智能照明系统

基于泛在高效的无线通信网络，综合一键报警、一键救援、集成监控、路侧信号基站等多种功能，建设高速公路智能照明系统，为车、路、人动态实时信息交互提供保障，实现资源的高效使用。

自由流无感支付收费系统

当前高速公路收费站都需要停车取卡或付费，通行效率低下，高峰期收费站排队现象依然严峻。自由流无感支付收费系统可实现无站自由通行，无感自动结算。高速公路无任何类似收费站的物理隔离设施，车辆自由流行驶，全自动电子收费，大大提高通行效率。

基于大数据的高速公路综合运管系统

高精准传感器的应用

高速公路的路面、桥梁、隧道等结构设施在车辆荷载的反复作用下，都存在一定的疲劳磨损，应力、应变会发生变化，而这种变化能够较好反映结构物的健康状况。传统的应力、应变及挠度等指标都是通过后期的雷达微波检测，检测效率低、精度差，耗费人力、物力。

新型高速公路在建设时提前植入高精准传感器，特别是在高速公路易损路面的基层、特大桥梁的桥墩和梁板、隧道周边的衬砌，可将应力、应变及挠度等指标动态监控、实时回传，实现高速公路的精准养护和高效安全管控。

北斗导航高精度地面差分技术应用

随着山东路网逐步延伸至中部山区，沿线地质条件也更加复杂，六、七级深挖路堑高边坡不断出现，并多次刷新历史边坡高度纪录。然而，山东高速公路的高边坡大多只进行简单的加固处理，并未实施可靠的监测预警措施，存在严重的安全隐患。

建设基于北斗导航的CORS系统，搭建高精度定位平台，通过地面差分基站的数据采集，可解决高速公路滑坡等，实现地质灾害的提前预警。

基于5G的车路协同系统

在新型高速公路建设过程中，以5G、LTE-V为核心的通信技术是车路协同和自动驾驶的必要条件。通过5G技术的高速信息传输，实现车辆、道路设施、行人、网络之间的快速交流和响应，发出和接收车辆位置、速度、状态等信息，最后在高速公路封闭系统内达到车路协同、自动驾驶的状态。